vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2018-56-2-164-174vestiag-291Research ArticleЗЕМЛЯРОБСТВА І РАСЛІНАВОДСТВAAGRICULTURE AND PLANT CULTIVATIONПОСТУПЛЕНИЕ 137Сs В ЗЕРНО ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ РАЗНЫХ УРОВНЯХ АЗОТНОГО И КАЛИЙНОГО ПИТАНИЯ НА АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННОЙ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЕACCUMULATION OF 137CS IN SPRING WHEAT GRAIN AT DIFFERENT LEVELS OF NITROGEN AND POTASSIUM NUTRITION IN ANTHROPOGENIC-TRANSFORMED PEAT SOILЦыбулькоН. Н.TsybulkаN. N.

доктор с.-х. наук, доцент, зам. директора

D.Sc. (Agriculture), Associate Professor

nik.nik1966@tut.byШашкоА. В.ShashkoA. V.

младший научный сотрудник

shashkoalexandr@rambler.ruИнститут почвоведения и агрохимии, Национальная академия наук Беларуси, МинскInstitute of Soil Science and Agrochemistry, the National Academy of Sciences of Belarus, MinskИнститут радиологии, ГомельInstitute of Radiology, Gomel201821052018562164174Copyright © Цыбулько Н.Н., Шашко А.В., 20182018Цыбулько Н.Н., Шашко А.В.Tsybulkа N.N., Shashko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/291

На территории Республики Беларусь в составе загрязненных радионуклидами сельскохозяйственных земель значительные площади занимают антропогенно-преобразованные торфяные почвы. За последние годы проведен целый ряд исследований, в которых изучены диагностические признаки, свойства и плодородие, режимы минерального питания растений на этих почвах. Однако исследования по миграции радионуклидов, влиянию различных агроприемов на поступление их в продукцию сельскохозяйственных культур не проводились. В статье изучено поступление 137Сs в зерно яровой пшеницы в зависимости от уровней азотного и калийного питания растений при внесении разных доз азотных и калийных удобрений на антропогенно-преобразованной торфяной почве. Установлено, что применение N120P60K120 уменьшает содержание 137Сs в зерне по отношению к контролю на 15–22 %, а при совместном применении минеральных удобрений, медьсодержащего удобрения и регулятора роста растений – на 34 %. Минимальное накопление 137Cs яровой пшеницей отмечается при азотно-калийном соотношении 1:(1,0–1,2). При соотношении 1:(0,2– 0,6) наблюдается дефицит азота и увеличение концентрации радионуклида в зерне из-за снижения урожайности. Увеличение накопления радионуклида в зерне наблюдается при соотношении выше 1:1,5. Результаты исследований позволяют определить допустимые плотности загрязнения антропогенно-преобразованной торфяной почвы 137Сs и оптимальные дозы минеральных удобрений при возделывании яровой пшеницы на пищевые и фуражные цели.

Anthropogenic-transformed peat soils occupy significant areas in the territory of the Republic of Belarus in composition of agricultural land contaminated with radionuclides. A number of studies have been carried out in recent years where diagnostic features, properties and fertility, regimes of mineral nutrition of plants on these soils have been studied. However, studies on radionuclides migration, impact of various agricultural practices on penetration into agricultural crops have not been carried out. The article dwells on study of 137Cs penetration into spring wheat grain depending on the levels of nitrogen and potassium nutrition of plants when various rates of nitrogen and potassium fertilizers were applied on anthropogenic-transformed peat soil. It has been determined that N120P60K120 application reduces 137Cs level in grain by 15–22 % compared to the control, and when combined with mineral fertilizers, copper-containing fertilizer and plant growth regulator – by 34 %. The minimum accumulation of 137Cs in spring wheat is determined at nitrogen-potassium ratio of 1:(1.0–1.2). At the ratio of 1:(0.2–0.6) nitrogen deficiency and increase in radionuclide concentration in grain are observed due to yield decrease. Increase in accumulation of radionuclide in grain is observed at the ratio above 1:1.5. The results of researches make it possible to determine the allowable contamination density values of the anthropogenic-transformed peat soil with 137Cs and optimal doses of mineral fertilizers for cultivation of food and forage purpose spring wheat.

 

137Csудельная активностькоэффициент переходаантропогенно-преобразованная торфяная почваудобрениякалийазотуровнисоотношенияяровая пшеница137Csspecific activitytransfer rationanthropogenic-transformed peat soilfertilizerspotassiumnitrogenspring wheatReferencesСысоева, А. А. Экспериментальное исследование и моделирование процессов, определяющих подвижность 90Sr и 137Cs в системе почва – растение : автореф. дис. … канд. биол. наук : 03.00.01 / А. А. Сысоева ; Всерос. науч.-ис-след. ин-т с.-х. радиологии и агроэкологии Рос. акад. с.-х. наук. – Обнинск, 2004. – 29 с.Sysoeva A. A. Experimental research and modeling of the processes determining the mobility of 90Sr and 137Cs in the soil-plant system. Abstract of doctoral thesis in biology. Obninsk, 2004. 29 p. (in Russian).Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля / Л. Дж. Апплби [и др.] ; под ред. Ф. Уорнера, Р. Харрисона ; пер. с англ. Д. В. Гричука [и др.]. – М. : Мир, 1999. – 511 с.Warner F., Harrison R. M. (eds.). Radioecology after Chernobyl: biogeochemical pathways of artificial radionuclides. Chichester, New York, Toronto, John Wiley & Sons, 1993. 367 p. (Russ. ed.: Applbi L. Dzh., Devell L., Mishra Yu. K., Vois E. Kh. Puti migratsii iskusstvennykh radionuklidov v okruzhayushchei srede. Radioekologiya posle Chernobylya. Moscow, Mir Publ., 1999. 511 p.)Моисеев, И. Т. Изучение поведения 137Cs в почвах и его поступления в сельскохозяйственные культуры в зависимости от различных факторов / И. Т. Моисеев, Г. И. Агапкина, Л. А. Рерих // Агрохимия. – 1994. – № 2. – С. 103–118.Moiseev I. T., Agapkina G. I., Rerikh L. A. A study of the behavior of 137Cs in soils and its entry into crops depending on various factors. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 1994, no. 2, pp. 103–118 (in Russian).Шмигельская, И. Д. Накопление радионуклидов растениями в зависимости от направленности процессов почвообразования и степени гидроморфизма / И. Д. Шмигельская, В. Ю. Агеец // Почвы, их эволюция, охрана и повышение производительной способности в современных социально-экономических условиях : материалы I съезда Белорус. о-ва почвоведов / Акад. аграр. наук Респ. Беларусь, Белорус. науч.-исслед. ин-т почвоведения и агрохимии, Ин-т леса ; редкол.: И. М. Богдевич [и др.]. – Минск ; Гомель, 1995. – С. 272.Shmigel’skaya I. D., Ageets V. Yu. Accumulation of radionuclides by plants depending on the direction of soil formation processes and the degree of hydromorphism. Pochvy, ikh evolyutsiya, okhrana i povyshenie proizvoditel’noi sposobnosti v sovremennykh sotsial’no-ekonomicheskikh usloviyakh: materialy I s’ezda Belorusskogo obshchestva pochvovedov [Soils, their evolution, protection and increase of productive capacity in modern socio-economic conditions: materials of the I Congress of the Belarusian Soil Science Society]. Minsk, Gomel, 1995, pp. 272 (in Russian).Шмигельская, И. Д. Загрязнение многолетних злаковых трав цезием-137 и стронцием-90 в зависимости от типов и свойств почв / И. Д. Шмигельская, И. А. Ефимова, Т. В. Арастович // Почвенные исследования и применение удобрений : межведомств. темат. сб. / Белорус. науч.-исслед. ин-т почвоведения и агрохимии. – Минск, 2001. – Вып. 26. – С. 270–288.Shmigel’skaya I. D., Efimova I. A., Arastovich T. V. Contamination of perennial grasses with cesium-137 and strontium-90 depending on soil types and properties. Pochvennye issledovaniya i primenenie udobrenii: mezhvedomstvennyi tematicheskii sbornik [Soil research and application of fertilizers: interdepartmental thematic collection]. Minsk, 2001, iss. 26, pp. 270–288 (in Russian).Nisbet, A. F. Soil-to-plant transfer factors for radiocaesium and radiostrontium in agricultural systems / A. F. Nisbet, R. F. Woodman // Health Physics. – 2000. – Vol. 78, N 3. – P. 279–288. DOI: 10.1097/00004032-200003000-00005Nisbet A. F., Woodman R. F. Soil-to-plant transfer factors for radiocaesium and radiostrontium in agricultural systems. Health Physics, 2000, vol. 78, no. 3, pp. 279–288. DOI: 10.1097/00004032-200003000-00005Гулякин, И. В. Влияние влажности почвы на поступление стронция-90 и цезия-137 в растения / И. В. Гулякин, Е. В. Юдинцева, Э. М. Левина // Агрохимия. – 1976. – № 2. – С. 102–107.Gulyakin I. V., Yudintseva E. V., Levina E. M. The influence of soil moisture on the entry of strontium-90 and cesi-um-137 into plants. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 1976, no. 2, pp. 102–107 (in Russian).Моисеев, И. Т. О влиянии влажности почв на поступление 137Cs в сельскохозяйственные растения / И. Т. Моисеев, Ф. А. Тихомиров, Л. А. Рерих // Агрохимия. – 1974. – № 7. – С. 124–127.Moiseev I. T., Tikhomirov F. A., Rerikh L. A. On the influence of soil moisture on the intake of 137Cs in agricultural plants. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 1974, no. 7, pp. 124–127 (in Russian).Касьянчик, С. А. Зависимость перехода Cs-137 в травы пойменных лугов от природных и регулируемых фак-торов / С. А. Касьянчик, А. М. Котович // Фундаментальные и прикладные аспекты радиобиологии: биологические эффекты малых доз и радиоактивное загрязнение среды (радиоэкологические и медико-биологические последствия катастрофы на ЧАЭС) : тез. докл. Междунар. науч. конф., Минск, 16–17 апр. 1998 г. / Ин-т радиобиологии Нац. акад. наук Беларуси, Мед. радиол. науч. центр Рос. акад. мед. наук ; редкол.: Е. Ф. Конопля [и др.]. – Минск, 1998. – С. 108.Kas’yanchik S. A., Kotovich A. M. Dependence of the Cs-137 transfer to grasses of flood plain meadows on natural and regulated factors. Fundamental’nye i prikladnye aspekty radiobiologii: biologicheskie effekty malykh doz i radioaktivnoe zagryaznenie sredy (radioekologicheskie i mediko-biologicheskie posledstviya katastrofy na ChAES): tezisy dokladov Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii, Minsk, 16–17 aprelya 1998 g. [Fundamental and applied aspects of radiobiology: biological effects of small doses and radioactive contamination of the environment (radioecological and biomedical consequences of the Chernobyl catastrophe): abstracts of the International scientific conference, Minsk, 16–17 April 1998]. Minsk, 1998, pp. 108 (in Russian).Рерих, Л. А. Влияние свойств почвы на трансформацию форм 137Cs и поступление его в сельскохозяйственные растения / Л. А. Рерих, И. Т. Моисеев // Агрохимия. – 1989. – № 8. – С. 96–100.Rerikh L. A., Moiseev I. T. The influence of soil properties on the transformation of 137Cs forms and its entry into agricultural plants. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 1989, no. 8, pp. 96–100 (in Russian).Динамика вертикальной миграции чернобыльских радионуклидов в почвенном покрове / Е. П. Петряев [и др.] // Геохимические пути миграции искусственных радионуклидов в биосфере : тез. докл. V конф., г. Пущино, дек. 1991 г. / АН СССР, Ин-т геохимии и аналит. химии им. В. И. Вернадского, Науч. совет «Радиогеохимия Черно-быля» при ГЕОХИ АН СССР ; редкол.: Л. М. Хитров (отв. ред.) [и др.]. – Пущино, 1991. – C. 25.Petryaev E. P., Sokolik G. A., Ivanova T. G., Morozova T. K., Sumrach N. G. Dynamics of vertical migration of Chernobyl radionuclides in soil cover. Geokhimicheskie puti migratsii iskusstvennykh radionuklidov v biosfere: tezisy dokladov V konferentsii, g. Pushchino, dekabr’ 1991 g. [Geochemical ways of migration of artificial radionuclides in biosphere: abstracts of the 5th conference, Pushchino, December 1991]. Pushchino, 1991, pp. 25 (in Russian).Соколик, Г. А. Действие фульво- и гуминовых кислот на механизмы накопления радионуклидов 137Cs и 90Sr растительными клетками / Г. А. Соколик // Радиоэкология торфяных почв : материалы Междунар. конф., Санкт-Петербург, 7–11 июня 1994 г. / С.-Петерб. гос. аграр. ун-т. – СПб., 1994. – С. 23–24.Sokolik, G. A. The influence of fulvic and humic acids on the mechanisms of radionuclides 137Cs and 90Sr accumulation by plant cells. Radioekologiya torfyanykh pochv: materialy Mezhdunarodnoi konferentsii, Sankt-Peterburg, 7–11 iyunya 1994 g. [Radioecology of peat soils: materials of the International conference, St. Petersburg, June 7–11, 1994]. St. Petersburg, 1994, pp. 23–24 (in Russian).Мееровский, А. С. Сохранение и эффективное использование мелиорированных земель в Белорусском Полесье / А. С. Мееровский // Европейское Полесье – хозяйственная значимость и экологические риски : материалы Междунар. семинара, г. Пинск, 19–21 июня 2007 г. / Нац. акад. наук Беларуси [и др.] ; редкол.: И. И. Лиштван [и др.]. – Минск, 2007. – С. 37–39.Meerovskii A. S. Preservation and effective use of reclaimed lands in the Belarusian Polesie. Evropeiskoe Poles’e – khozyaistvennaya znachimost’ i ekologicheskie riski: materialy Mezhdunarodnogo seminara, g. Pinsk, 19–21 iyunya 2007 g. [European Polesie – economic significance and environmental risks: materials of the International workshop, Pinsk, June 19–21, 2007]. Minsk, 2007, pp. 37–39 (in Russian).Мееровский, А. С. Проблемы использования и сохранения торфяных почв / А. С. Мееровский, В. П. Трибис // Новости науки и технологий. – 2012. – № 4 (23). – С. 3–9.Meerovskii A. S., Tribis V. P. Problems of the use and preservation of peat soils. Novosti nauki i tekhnologii [News of Science and Technologies], 2012, no. 4 (23), pp. 3–9 (in Russian).Цытрон, Г. С. Антропогенно-преобразованные почвы Беларуси / Г. С. Цытрон. – Минск : Ин-т почвоведения и агрохимии Нац. акад. наук Беларуси, 2004. – 124 с.Tsytron G. S. Anthropogenically-transformed soils of Belarus. Minsk, Institute of Soil Science and Agrochemistry of the National Academy of Sciences of Belarus, 2004. 124 p. (in Russian).Атлас почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь / В. В. Лапа [и др.] ; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т почвоведения и агрохимии ; под ред. В. В. Лапы, А. Ф. Черныша. – Минск : ИВЦ Минфина, 2017. – 169 с.Lapa V. V., Chernysh A. F. (ed.) Atlas of soils of agricultural lands of the Republic of Belarus. Minsk, IVC of the Ministry of Finance, 2017. 169 p. (in Russian).Эколого-экономическое обоснование мелиорации торфяно-болотных комплексов и технологии их рационального использования / Н. Г. Ковалев [и др.] ; под общ. ред. Ю. А. Мажайского. – М. ; Рязань : РГАТУ, 2012. – 300 с.Mazhaiskii Yu. A. (ed.). Ecological and economic substantiation of reclamation of peat-bog complexes and technology of their rational use. Moscow, Ryazan, Ryazan State Agrotechnological University, 2012. 300 p. (in Russian).Семененко, Н. Н. Экономическая эффективность комплексного применения средств интенсификации возделывания озимого тритикале на антропогенно-преобразованных торфяных почвах / Н. Н. Семененко, И. И. Вага // Мелиорация. – 2010. – № 2 (64). – С. 123–128.Semenenko N. N., Vaga I. I. Economic efficiency of integrated application of intensification means of winter triticale cultivation on anthropogenically transformed peat soils. Melioratsiya [Reclamation], 2010, no. 2 (64), pp. 123–128 (in Russian).Семененко, Н. Н. Торфяно-болотные почвы Полесья: трансформация и пути эффективного использования / Н. Н. Семененко ; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т мелиорации. – Минск : Беларус. навука, 2015. – 282 с.Semenenko N. N. Peat-bog soils of Polesie: transformation and ways of effective use. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2015. 282 p. (in Russian).Богдевич, И. М. Итоги и перспективы агрохимических защитных мер на загрязненных радионуклидами землях Беларуси / И. М. Богдевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. – 2011. – № 3. – С. 27–39.Bogdevich I. M. Results and prospects of agrochemical protective measures on the lands contaminated with radio-nuclides in Belarus. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2011, no. 3, pp. 27–39 (in Russian).Богдевич, И. М. Роль плодородия почв в системе защитных мер на загрязненных радионуклидами землях Беларуси / И. М. Богдевич // Плодородие почв и эффективное применение удобрений : материалы Междунар. на-уч.-практ. конф., Минск, 5–8 июля 2011 г. / Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т почвоведения и агрохимии, Белорус. о-во почвоведов ; ред.: В. В. Лапа [и др.]. – Минск, 2011. – С. 13–15.Bogdevich I. M. The role of soil fertility in the system of protective measures on the lands contaminated with radio-nuclides in Belarus. Plodorodie pochv i effektivnoe primenenie udobrenii: materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 5–8 iyulya 2011 g. [Soil fertility and effective application of fertilizers: materials of the International sci-entific and practical conference, Minsk, July 5–8, 2011]. Minsk, 2011, pp. 13–15 (in Russian).Путятин, Ю. В. Минимизация поступления радионуклидов 137Cs и 90Sr в растениеводческую продукцию / Ю. В. Путятин. – Минск : Ин-т почвоведения и агрохимии, 2008. – 267 с.Putyatin Yu. V. Minimization of 137Cs and 90Sr radionuclide entry into plant products. Minsk, Institute of Soil Science and Agrochemistry, 2008. 267 p. (in Russian).Алексахин, Р. М. Поведение 137Cs в системе почва – растение и влияние внесения удобрений на накопление радионуклида в урожае / Р. М. Алексахин, И. Т. Моисеев, Ф. А. Тихомиров // Агрохимия. – 1992. – № 8. – С. 127–138.Aleksakhin R. M., Moiseev I. T., Tikhomirov F. A. Behavior of 137Cs in the soil-plant system and the influence of fertilization on radionuclide accumulation in the crop. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 1992, no. 8, pp. 127–138 (in Russian).Путятин, Ю. В. Влияние кислотности дерново-подзолистой супесчаной почвы и доз калийных удобрений на переход 137Cs и 90Sr в яровую пшеницу / Ю. В. Путятин, Т. М. Серая, О. М. Петрикевич // Почвоведение и агрохимия : сб. науч. тр. / Ин-т почвоведения и агрохимии Нац. акад. наук Беларуси. – Минск, 2004. – Вып. 33. – С. 163–169.Putyatin Yu. V., Seraya T. M., Petrikevich O. M. Influence of acidity of sod-podzolic sandy loam soil and doses of potassium fertilizers on the transfer of 137Cs and 90Sr to spring wheat. Pochvovedenie i agrokhimiya: sbornik nauchnykh trudov [Soil Science and Agrochemistry: a collection of scientific papers]. Minsk, 2004, iss. 33, pp. 163–169 (in Russian).Урожай и поступление радионуклидов 137Cs и 90Sr в сельскохозяйственные культуры в зависимости от доз калийных удобрений / И. М. Богдевич [и др.] // Почвенные исследования и применение удобрений : межведомств. темат. сб. / Ин-т почвоведения и агрохимии Нац. акад. наук Беларуси. – Минск, 2003. – Вып. 27. – С. 158–169.Bogdevich I. M., Tarasyuk S. V., Shmigel’skaya I. D., Seraya T. M., Putyatin Yu. V., Efimova I. A., Ochkovskaya L. V. Harvest and entry of radionuclides 137Cs and 90Sr in agricultural crops depending on the doses of potassium fertilizers. Pochvennye issledovaniya i primenenie udobrenii: mezhvedomstvennyi tematicheskii sbornik [Soil research and application of fertilizers: interdepartmental thematic collection]. Minsk, 2003, iss. 27, pp. 158–169 (in Russian).Роль химии в реабилитации сельскохозяйственных угодий, подвергшихся радиоактивному загрязнению / Н. И. Санжарова [и др.] // Рос. хим. журн. – 2005. – Т. 49, № 3. – С. 26–34.Sanzharova N. I., Sysoeva A. A., Isamov N. N., Aleksakhin R. M., Kuznetsov V. K., Zhigareva T. L. The role of chemistry in the rehabilitation of agricultural lands exposed to radioactive contamination. Rossiiskii khimicheskii zhurnal = Russian Journal of General Chemistry, 2005, vol. 49, no. 3, pp. 26–34 (in Russian).Evans, E. J. Effect of nitrogen on caesium-137 in soils and its uptake by oat plants / E. J. Evans, A. J. Dekker // Canad. J. of Soil Science. – 1969. – Vol. 49, N 3. – P. 349–355. DOI: 10.4141/cjss69-048Evans E. J., Dekker A. J. Effect of nitrogen on caesium-137 in soils and its uptake by oat plants. Canadian Journal of Soil Science, 1969, vol. 49, no. 3, pp. 349–355. DOI: 10.4141/cjss69-048Моисеев, И. Т. К вопросу о влиянии минеральных удобрений на доступность 137Cs из почв сельскохозяйственными растениями / И. Т. Моисеев, Л. А. Рерих, Ф. А. Тихомиров // Агрохимия. – 1986. – № 2. – С. 89–94.Moiseev I. T., Rerikh L. A., Tikhomirov F. A. To the issue of the influence of mineral fertilizers on the uptake of 137Cs by agricultural plants from soils. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 1986, no. 2, pp. 89–94 (in Russian).Тулина, А. С. Закономерности поступления 137Cs в растения из дерново-подзолистой песчаной почвы при внесении азотных удобрений / А. С. Тулина, Н. Г. Ставрова, В. М. Семенов // Агрохимия. – 2007. – № 11. – С. 61–70.Tulina A. S., Stavrova N. G., Semenov V. M. Regularities of 137Cs uptake by plants from sod-podzolic sandy soil with the application of nitrogen fertilizers. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 2007, no. 11, pp. 61–70 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.